[发明专利]半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括多个半导体元件并提高了散热效率的半导体装置。

背景技术

一直以来，公开有一种包括由互不相同的半导体材料所形成的多种半导体元件的半导体装置。例如，在电动机驱动用的电力转换装置中，采用包括IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极性晶体管)和与该IGBT成对的二极管的IGBT模块。在该IGBT模块所包含的IGBT和二极管的温度额定上限不同的情况下，由碳化硅(SiC)制作温度额定上限较高的元件(即，由SiC半导体元件构成)，并由硅(Si)制作温度额定上限较低的元件(即，由Si半导体元件构成)(例如，参照专利文献1)。

虽然碳化硅的耐热性高于硅，但由于制造比硅制的半导体更困难，因此使用于构造比晶体管这种开关元件更为简单的二极管。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2004-221381号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，由于在现有的半导体装置中，温度额定上限不同的半导体元件均被搭载在共用的散热板上，因此存在散热效率的低下、由于热干涉对半导体元件的动态特性产生影响而导致的可靠性降低的问题。

因此，本发明的目的在于，提供一种提高散热效率，由此提高了可靠性的半导体装置。

用于解决课题的方法

本发明的一种形式的半导体装置，具有：第1层叠体，其依次包括第1散热板、第1绝缘层、第1导电层以及第1半导体元件；第2层叠体，其依次包括第2散热板、第2绝缘层、第2导电层以及由不同于所述第1半导体的半导体材料形成的第2半导体元件；连接部，其对所述第1导电层和所述第2导电层进行电连接，其中，所述第1层叠体和所述第2层叠体之间处于热绝缘状态。

另外，可以采用以下结构，即，所述第2半导体元件为温度额定上限高于所述第1半导体元件的半导体元件，而对所述第2半导体元件和所述第2导电层之间进行电连接的焊料，由耐热性高于对所述第1半导体元件和所述第1导电层之间进行电连接的焊料的焊接材料构成。

另外，可以采用以下结构，即，所述第2半导体元件为温度额定上限高于所述第1半导体元件的半导体元件，而对所述第2绝缘层和所述第2散热板之间进行连接的焊料，由耐热性高于对所述第1绝缘层和所述第1散热板之间进行连接的焊料的焊接材料构成。

另外，可以采用以下结构，即，所述第2半导体元件为温度额定上限高于所述第1半导体元件的半导体元件，还具有搭载所述第1散热板以及所述第2散热板的冷却装置，所述第2半导体元件被配置在，所述冷却装置的冷却介质的流道中，比所述第1半导体元件更靠上游一侧。

另外，可以采用以下结构，即，所述第2散热板被搭载于所述冷却装置上时所占的第2区域的面积，大于所述第1散热板被搭载于所述冷却装置上时所占的第1区域的面积。

另外，可以采用以下结构，即，所述第1散热板和所述第2散热板于所述冷却装置上的搭载位置，在高度方向上不同。

另外，可以采用以下结构，即，所述第1半导体和所述第2半导体由温度额定上限不同的半导体材料构成。

另外，可以采用以下结构，即，在所述第1层叠体和所述第2层叠体之间，配置有树脂制的热绝缘部。

另外，可以采用以下结构，即，所述第1半导体元件为Si半导体元件，所述第2半导体元件为SiC半导体元件、GaN半导体元件或金刚石半导体元件。

另外，可以采用以下结构，即，所述第1半导体元件为，被包含在逆变器或转换器中的IGBT，而所述第2半导体元件为，与所述IGBT成对的二极管。

另外，可以采用以下结构，即，包含所述IGBT以及所述二极管的组的逆变器或转换器被构成为，模块化的电力转换装置群。

发明的效果

根据本发明，可获得以下特有的效果，即，能够提供一种提高散热效率，由此提高了可靠性的半导体装置。

附图说明

图1为表示采用了实施方式1中的半导体装置的电路结构。

图2为表示实施方式1中的半导体装置的剖面结构的图。

图3为表示实施方式1中的半导体装置被模块化而构成电力转换装置群的电路的俯视图。

图4为表示实施方式1的半导体装置的冷却器100整体中的、冷却水的流道100A的路径的一个示例的图。

图5为表示实施方式2中的半导体装置的剖面结构的图。

图6为表示实施方式3中的半导体装置的剖面结构的图。

图7为表示实施方式4中的半导体装置的剖面结构的图。